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在到達(dá)地球之前，這束光走了127億年。漫長的跋涉，加上宇宙的膨脹拉伸，讓它的能量微弱而暗淡。

同一時間，地球，智利拉斯坎帕納斯天文臺。麥哲倫天文望遠(yuǎn)鏡賣力地進(jìn)行星系光譜巡天?？茖W(xué)家們正在借助這臺設(shè)備，建立一個高紅移星系數(shù)據(jù)庫，以期解開宇宙演化形成之謎。

偶然的一瞬，這束微弱的光與望遠(yuǎn)鏡光譜儀上的探測器相遇了。一個明顯而確定的峰值出現(xiàn)在北京大學(xué)天文學(xué)家江林華的面前。

藝術(shù)想象圖：127億光年外的巨型原初星系團(tuán)

江林華及其所在的北大科維理研究所團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，這束光來自一個巨大原初星系團(tuán)，它最終會演化成一個約3600萬億倍太陽質(zhì)量的星系團(tuán)。北京時間2018年10月15日晚上11點(diǎn)，這一發(fā)現(xiàn)在線發(fā)表于《自然—天文》雜志。

追尋宇宙“幼升小”時的模樣

江林華的工作有點(diǎn)類似于“宇宙考古”——尋找宇宙中最遙遠(yuǎn)的星系，探索宇宙“小時候”的模樣。

和所有生物一樣，宇宙也曾是個“寶寶”。一直以來，科學(xué)家認(rèn)為，宇宙是在大約137億年前由一次大爆炸形成的。

大爆炸之初，嬰兒期的宇宙處于極高溫、極高壓狀態(tài)，只有光子、質(zhì)子、中子等基本粒子。之后，宇宙慢慢冷卻，花了幾十萬年時間形成了原子等基本物質(zhì)結(jié)構(gòu)。那時候的宇宙一片黑暗，沒有太陽，沒有星星。

如果說今天的宇宙是個百歲老人，那么，宇宙在大概7歲左右，也就是在“幼升小”的年紀(jì)時，出現(xiàn)了一次重大變化——在引力作用下，宇宙大尺度結(jié)構(gòu)開始形成，最原始的恒星、星系、黑洞出現(xiàn)，宇宙被點(diǎn)亮了。

江林華感興趣的問題之一，正是宇宙是怎么完成“幼升小”的，包括“宇宙中第一批天體如何出現(xiàn)”“最原始的宇宙大尺度結(jié)構(gòu)是怎么形成的”“宇宙從黑暗到明亮的過渡是何時完成的”……

這些問題的答案，目前尚無定論。之所以會如此，是因?yàn)橛^測數(shù)據(jù)有限，統(tǒng)計口徑不一。想解決這些問題，就要依賴高探測能力的天文望遠(yuǎn)鏡，在如今明亮的宇宙中“淘”出更多百億年前留下的、已遠(yuǎn)超人眼可觀察能力范圍的微弱光芒。

2014年9月，江林華帶著在美國求學(xué)時積累的觀測經(jīng)驗(yàn)和合作資源，回到了北京大學(xué)。第二年，他就和北大的科研團(tuán)隊(duì)一起，借助科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金委等項(xiàng)目的資助，依托位于智利的麥哲倫天文望遠(yuǎn)鏡，開始了組建星系樣本庫的征途。

按照江林華的預(yù)期，這個樣本庫將為研究宇宙“幼升小”的歷史提供數(shù)據(jù)支撐。樣本庫中的星系不僅都來自于宇宙“幼升小”年代的星系候選體，而且還要經(jīng)過光譜確證，測出距離地球的精確距離。

偶遇一束從遠(yuǎn)古走來的光

2017年的一天，麥哲倫天文望遠(yuǎn)鏡的探測器對準(zhǔn)了一塊不算大（大約四平方度，近似于5個滿月大小）的天區(qū)，然后把“視線”向更深處望去，為的是從目前星系團(tuán)候選體中篩選出確定者，并確定它們的位置。